Удаление дыма от стоянок легковых автомобилей
Расчет основан на материалах СНиП 2.04.05-91* издания 2003 г. Выделение дыма (кг/ч):
С = 676,8 х Рг х у1,5 х К\
Где периметр очага пожара в начальной стадии (загорелась одна машина).
Для помещений, оборудованных спринклерными системами Р} — 12 м; у — расстояние от нижней границы дыма до пола; для гаражей у = 2 м; Кс = 1 для систем дымоудаления с вентилятором.
Часть помещения от потолка до нижней границы дыма заполняется дымом в начале пожара. Ее называют резервуаром дыма.
(27.1)
Время заполнения т (с) резервуара дыма:
Н °’5)АР/,
-0,5
(27.2)
Т = 6,39 х Ах {у
Где А площадь резервуара дыма (м2), Н — высота помещения (м).
Температура дыма при горении твердых материалов I = 450° С; средний удельный вес дыма 7 = 5,0 Н/м3. (Плотность р = 0,49 кг/м3).
Дымоприемные устройства (дымовые клапаны) размещают равномерно по площади резервуара дыма; площадь, приходящуюся на 1 клапан, принимают не более 900 м2.
Вытяжные вентиляторы рекомендовано устанавливать на крыше здания, при этом воздуховод для транспортировки дыма будет находиться под разрежением. Для дымоудаления применяют плотные, желательно стальные воздуховоды из тонколистовой стали толщиной 1,4…2,0 мм; их высота не должна превышать 0.5 м.
Максимальная протяженность пути для выхода из любой точки гаража не должна превышать 40 м, а расчетная скорость людей может быть не более 1,7 м/с ( 6 км/ч).
Для эффективного использования резервуара дыма на каждые 100 м2 его площади предусматривают воздухоприемные отверстия с клапанами дымоудаления (на каждые 200 м2 — при глубине резервуара 1 м и более).
Площадь клапана дымоудаления рассчитывают при массовой скорости дыма 5$ 12 кг/(м2-с).
Расстояние от любого дымоприемного отверстия до края резервуара не должно превышать 10 м.
1.чн>11 ;’/. yjtl. It/i/lt ‘)>• 1.Л1и ОШ ‘?ППИИ’-Г. п г>’>/г щ.’.ЬоЛтпп >’ ?1
Систему дымоудаления рассчитывают при условиях теплого периода (параметры Б), наиболее неблагоприятных для величины естественного давления в вытяжном воздуховоде, а приточные системы — при условиях холодного периода (параметры Б). Скорость воздуха принимают по [26], но не более 5 м/с.
Подземные стоянки автомобилей могут быть до 5 этажей, максимальной площадью каждого 3000 м2, и иметь до 4 резервуаров дыма на каждом этаже. Воздуховоды дымоудаления могут быть соединены коллектором перед вентилятором в случае, если пожар не перекинется с этажа на этаж.
Для создания незадымленных зон с избыточным давлением
СА. в = х / х р0’5,
Р = 0,7 х V2 х р + 20 (27.3)
Применяют, как правило, осевые вентиляторы, в нормальных условиях закрытые утепленными клапанами.
Приточный воздух подают: в верхнюю часть лифтовых шахт при закрытых дверях на всех этажах, кроме верхнего; в верхнюю часть незадымляемых лестничных клеток — при открытых дверях на этаже пожара и закрытых на всех остальных; в пандусы, соединяющие этаж пожара с открытым воздухом. Расход воздуха для открытых ворот и дверей (кг/ч):
С = 2875 хЛвх р0’5 х К, (27.4)
Где Аъ площадь ворот или дверей; К = 1 для одинарных ворот, К = 0,707 для двух последовательно расположенных ворот и К — 0,58 для трех последовательно расположенных ворот.
Расход воздуха через неплотности закрытых дверей и ворот:
(27.5)
Где Су = 8 кг/(м2-ч) при действии ветра в сторону притвора и (7У = 16 кг/(м2-ч) при ветре с обратной стороны, также Оу = 16 кг/(м2-ч) для закрытых лифтовых дверей; I длина притворов.
Расход воздуха через закрытый клапан дымоудаления (кг/ч):
Ск = 40,3 (Лк х Др)0,5, (27.6)
Где Ак — площадь клапана (м2); Ар — разность давления дыма с двух сторон створки (Па).
Пределы огнестойкости должны быть: воздуховодов — не менее Е1-60; клапанов дымоудаления Е1-30;
Вентилятора дымоудаления — Е1-60 при 600° С (а не 450° С, как это принято для расчетов).
Си«
Расчет системы дымоудаления начинают с предварительного определения величины падения давления в ней (Па):
(27.7)
Арс = Ад К. Т х ? КМС х (ур)2/2р+Ктр х I х Кс
Где Кт — поправочный коэффициент на местные сопротивления из-за низкой плотности дыма при пожаре: Кт = 0,49/1,2 = 0,41; Кд =1,1 поправка на загрязнение воздуха дымом; ^ KMC — сумма коэффициентов местных сопротивлений по длине системы; р (кг/м3) плотность дыма при температуре 450° С; Ктр (Па/м) — удельные потери на трение (табл. 27.1).
Таблица 27.1 Удельные потери давления на трение (Па/м)
Динамическое давление воздуха в воздуховоде, Па |
Эквивалентный диаметр D^, м |
|||
0,25 |
0,35 |
0,5 |
0,7 |
|
32 |
1,0 |
0,9 |
0,7 |
0,6 |
40 |
1,3 |
1Д |
0,8 |
0,7 |
50 |
1,6 |
1,4 |
1,0 |
0,9 |
63 |
2,0 |
1,8 |
1,3 |
1,2 |
80 |
2,5 |
2,2 |
1,6 |
1,4 |
100 |
3,1 |
2,7 |
2,0 |
1,7 |
125 |
3,8 |
3,3 |
2,5 |
2,1 |
160 |
4,8 |
4Д |
3,1 |
2,6 |
200 |
6,2 |
5,4 |
4,0 |
3,3 |
Эквивалентый диаметр:
„ 2а х Ь,
ВЬ ——. 27.8 а + о
Динамическое давление рд, Па:
Рд = М2/2р; (27.9)
I — длина участка воздуховодов (м); Кс — поправка на материал воздуховодов: сталь Кс — 1; бетон Кс = 1,7: кирпич Кс = 2,1.
По мере движения дыма по воздуховодам масса движущегося потока возрастает вследствие неплотности клапанов (формула (27.6)) и неплотности воздуховодов (табл. 27.2).
Таблица 27.2 Расход воздуха на 1 м2 поверхности воздуховодов круглого сечения ауд х 103 кг/(м2-с)
Класс воздуховодов |
Разность давлений на внутренней и наружной поверхностях, Па |
|||||||
200 |
400 |
600 |
800 |
1000 |
1200 |
1400 |
1600 |
|
П (плотные) |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,3 |
1,5 |
1,6 |
Примечание. Для воздуховодов прямоугольного сечения вводят коэффициент 1,1. Плотность смеси дыма и воздуха (кг/м3)
Рс = (С + СВ)/(СУ 0,49 + Св/1,2). (27.10)
178 Глава 27. Удаление дыма от стоянок, легковых автолюбилей
Общий расход газов перед вентилятором и в выхлопной шахте
Собщ = 0 + Св. (27.11)
Увеличение потерь давления в сети
Лрсум — Арс х + Арв, (27.12)
Где Дрв — потери в выхлопной шахте (Па), рассчитанные по формуле (27.7). Естественное давление (Па), способствующее работе системы дымоудаления:
Дре = д х Кш х (рн — рс), (27.13)
Где Ъ, ш расстояние по вертикали от оси дымового клапана до устья выхлопной шахты.
Подача вентилятора (м3/ч):
Ьв = 3600 х (27.14)
Рс
Давление, создаваемое вентилятором:
Ре ~ 1,2 х (Дрсум — Аре)- При начале работы системы дымоудаления естественное давление не учитывают.
Пример расчета дымоудаления из подземного одноэтажного гаража под жилым зданием
Исходные данные.
Место строительства: Московская область. Теплый период: tHJв = 26,3° С, ив = 1 м/с. Холодный период: ?„,б ~ —28° С, ув — 4,7 м/с.
Внутренние размеры гаража 42 х 18 м, F = 756 м2, Н = 3 м, ригели выступают на 0,4 м.
Гараж оборудован спринкельной системой пожаротушения. Гараж (отметка пола 2,8 м) расположен под жилым 16-этажным домом с отметкой технического этажа 47,5 м. На первом этаже дома находятся офисные помещения.
Число машиномест в гараже: N = 24.
Воздуховоды металлические. Высота шахты дымоудаления 49 м. Высота выхлопной шахты после вентилятора 5 м.
Расчет
I. Выделения дыма:
С = 676,8 х 12 х 21’5 х 1 = 23000 кг/ч.
Удалит* дыма от стоянок лсгковъи патолюбн ни 179
2. Время заполнения резервуара дыма:
Т = 6,39 х 756 х (2 °’5 — 3 0,5)/12 = 52 с.
3. Время срочной эвакуации людей:
Т = — = — = 24 с < 52 с V 1,7
4.Согласно рекомендации, 200 м2 резервуара дыма должен обслуживать один клапан дымоудаления. Поэтому 4 клапана располагают вдоль проезжей части по осевой линии через каждые 10 м. Поскольку массовая скорость в сечении клапана не должна превышать 12 кг/(м2-с), при высоте клапана 0,5 м
С = 23000 2
3600 X ур 3600 х 12 ‘ М ‘
Ширина клапана: Ь = 0,53/0,5 = 1,06 м.
К установке принят клапан КПУ-1М фирмы ВЕЗА фронтальным сечением 0,5 х 1,2 м, в этом случае фактическая массовая скорость:
23000 /, 2 .
V,, — ——————————————————- = 10,6 кг/ м — с).
Р 3600 x 0,5 x 1,2 м ;
Арс = К?
5. Потери давления (Па) в воздуховодах до вентилятора (сечение воздуховодов принимают по размеру сечения клапана: 1,2 х 0,5 м).
Кг х кмс х (г’р)2/2Р + КтР х I
Где Кт поправка на фактическую плотность по отношению к нормальной, Кт — — 0,49/1,2 = 0,41; ^ KMC — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке клапан вентилятор (прил. 25):
Клапан дымоудаления KMC = 0,4,
Колено 90° KMC = 1,2,
2 отвода 1,2 х 0,5 м KMC = 0,34 х 2,
Диффузор перед вентилятором KMC = 0,3.
]Г KMC — 2,58. Эквивалентный диаметр воздуховода:
2а х Ь 2 х 0,5 х 1,2 _ ^ = 0.5+1,2 =°’71м-
Динамическое давление:
Я = 2 4Q = П5 Па; Ктр = 1,9 Па/м (см. табл. 27.1).
(|^80 Г шин J7 л ibi к nut дыма от < птмноь ir/ьаьыл чьнюиппн. ч и Общие потери давления:
Ар — 1,1 х
= 316 Па.
0,41 х 2,58 х 10’62 + 1,9 х (38 + 49) 2 х 0j49
6. По мере движения дыма по горизонтальному участку воздуховодов длиной 38 м происходит подсос дыма через остальные 3 закрытых клапана.
Скл = 40,3 х (Лк х Д)0,5;
Ак = 3 х 0,5 х 1,2 = 1,8 м2; средняя величина Ар на горизонтальном участке 100 Па;
Скл = 40,3 х (1,8 х ЮО)0’5 — 540 кг/ч.
По всей длине воздуховодов происходит подсос окружающего воздуха через неплотности (см. табл. 27.2).
Принято среднее разрежение в воздуховодах 250 Па. Площадь поверхности воздуховодов:
А = (38 + 49) х (1,2 + 0,5) х 2 = 295 м2.
Количество воздуха, попадающего в воздуховоды:
Сп = дуД х х 295 = 480 кг/ч. УА 1000 ‘
7. Общий расход газов С0бщ:
Собщ = 23 000 + 540 + 480 = 24 020 кг/ч.
8. Потеря давления во всасывающем воздуховоде:
(24 020\ 2
—— = 344 Па. 23 000 )
9. Плотность смеси дыма и воздуха (27.10):
24020 , ,
Рс ————————————————- 7—————- 7— = 0,50 кг/м.
Ис 23000/0,49+ 1020/1,2 ‘ ‘
10. Потери давления в выхлопной шахте /?в ш = 5,0 м. Массовая скорость:
24020 x 4 2
Ус — ————————————— ———— —- = 13,3 кг/(м — с).
Р 3600 х тг х 0,82 ‘ М ‘
Ур ^ 15 кг/(м2-с).
\ till If Н>1< <!>.’ МП t’lii < /Г’"ИПСЬ. I’ ‘h(‘r>hi 1 <1<1ГН>\!<"’Ч1. II 11
Удельные потери на трение при динамическом давлении Н = 13,32/2 х 0,50 = 177 Па:
ЛУд = 2,7 Па/м.
Значения местных сопротивлений:
Диффузор после вентилятора KMC = 0,2;
Полуотвод 45° KMC = 0,23;
Вытяжной зонт над шахтой KMC — 1,3;
]ГКМС= 1,73.
Арв. ш = 1,1 X X 1,73 х + 5 х 2,7^ = 155 Па.
\1,2 2 х 0,5 )
11. Общие потери давления в системе дымоудаления:
Дробщ = 344 + 155 = 499 Па.
12. Естественное давление (Па):
Дре = д х Нш х (рн — рс), при — ?н>б для теплого периода
353
= 273Тад = 1,18 КГ/МЗ; Дре = 9,81 х 49 х (1,18 — 0,50) = 327 Па.
13. Потери давления в системе дымоудаления:
Ар = Др0бщ — Дре = 499 — 327 = 172 Па.
14. Подача вентилятора:
Ьв = <2общ/Рс = 24020/0,5 = 48000 м3/ч.
15. Напор вентилятора:
Дрв = 1.2 X Ар/рс = 1,2х 172/0,5 = 410 Па.
16. К установке принят радиальный вентилятор ВР-280-46 ДУ N12,5 исполнение 5, КПД = 0,70 с двигателем N — 11 кВт, фирмы ВЕЗА.
Мощность электродвигателя при режиме дымоудаления:
?.хЛр„ 48000 x 410
3600 X 1000 X 1] 3600 х 1000 х 0,7